這項(xiàng)聽上去非常神秘的自適應(yīng)光學(xué)技術(shù)，是怎樣解決前面提到的大氣抖動(dòng)的問題的呢？讓我們從光開始講起。

我們知道，光其實(shí)就是電磁波。如果望遠(yuǎn)鏡接收到的電磁波是平面波，就會(huì)得到最好最銳利的成像效果。那些距離我們特別遙遠(yuǎn)的天體，看上去近似一個(gè)點(diǎn)。以這個(gè)點(diǎn)為中心，電磁波以球面向外傳播。等到這些電磁波到達(dá)地球的時(shí)候，這個(gè)球體已經(jīng)非常巨大，而接觸到地球的、相對(duì)很小的這部分電磁波，是可以被近似為平面波的。

然而，盡管到達(dá)地球上方的電磁波是平面波，在它們到達(dá)地面之前，還要穿過厚厚的大氣，就會(huì)在穿過的路途中受到大氣湍流，也就是大氣的抖動(dòng)的影響。平面波會(huì)被大氣影響而變成復(fù)雜的曲面，通過望遠(yuǎn)鏡得到的圖像就不再銳利，而會(huì)變得模糊。

因此，想要讓地面上的望遠(yuǎn)鏡得到仍然銳利的圖像，就需要消除或者改正大氣湍流對(duì)圖像產(chǎn)生的扭曲。如果我們可以通過某種途徑，探測(cè)到觀測(cè)時(shí)的大氣湍流的形態(tài)，并且在成像系統(tǒng)的光路上施以相對(duì)應(yīng)的矯正，就可以使進(jìn)入到望遠(yuǎn)鏡的、被扭曲的曲面波，變回平面波，因而得到銳利的、原本的圖像形態(tài)。這就好像給望遠(yuǎn)鏡系統(tǒng)多戴了一副復(fù)雜的眼鏡。

然而，大氣湍流的變化是非常隨機(jī)而且迅速的，因此這副眼鏡的鏡片本身，需要能夠隨著大氣的變化而實(shí)時(shí)變換。在實(shí)際觀測(cè)中，我們可以對(duì)大氣實(shí)時(shí)形態(tài)進(jìn)行探測(cè)，并且即刻做出矯正。

在對(duì)一個(gè)天體的成像曝光期間，如果這樣的實(shí)時(shí)矯正過程可以持續(xù)不斷地進(jìn)行，那么在理想情況下，最終的成像效果就會(huì)被矯正到和沒有大氣湍流影響的情況下一樣。這就是自適應(yīng)光學(xué)系統(tǒng)的大致想法。

圖3.自適應(yīng)光學(xué)系統(tǒng)大致原理圖。來自天體的平面波前被大氣影響發(fā)生畸變。自適應(yīng)光學(xué)系統(tǒng)探測(cè)，校正畸變，還原天體本身的樣貌

因?yàn)檫@套矯正用的光學(xué)系統(tǒng)，可以自動(dòng)不斷地適應(yīng)大氣變化而進(jìn)行調(diào)整，所以被稱為自適應(yīng)光學(xué)系統(tǒng)，也就是可以自動(dòng)適應(yīng)的光學(xué)系統(tǒng)。